Entwicklung eines elektrischen Rollstuhlantriebs (GO-Quad)

Im Projekt soll eine Lösung entwickelt werden, wie die Stabilitätsprobleme von Rollstühlen mit Elektroantrieb gelöst werden können.

Steckbrief

  • Lead-Departement Technik und Informatik
  • Institut Institut für Energie- und Mobilitätsforschung IEM
  • Laufzeit (geplant) 01.01.2022 - 31.12.2023
  • Projektverantwortung Sebastian Tobler
  • Projektleitung Sebastian Tobler
  • Schlüsselwörter Rollstuhl, Roller, Elektrische Unterstützung, Verbrauchertest, Beeinträchtigung

Ausgangslage

Rollstühle mit einem (in Form eines Rollers) vorgespannten Elektroantrieb sind Fahrzeuge, die die Fortbewegung für Menschen mit eingeschränkter Mobilität so einfach wie möglich machen sollen. Bei diesem System wird die gesamte Antriebskraft auf das Vorderrad des Rollers übertragen. Da der Schwerpunkt dieser Fahrzeuge relativ weit hinten liegt, kann das Rad die Antriebskraft beim Aufwärtsfahren nur schwer auf den Boden bringen. Noch problematischer ist, dass die am vorgespannten Roller angebrachten handbetätigten Bremsen nur auf das Vorderrad wirken. Beim Aufwärtsfahren kann der Traktionsverlust zu Stürzen und potenziell gefährlichem Rutschen führen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein einzelnes Antriebsrad vorne zu erheblichen Stabilitätsproblemen führt und das Fahrzeug entsprechend in Kurven leicht kippen kann. Das Aufschlagen des Kopfes durch das Kippen des Fahrzeugs bei einer Geschwindigkeit von 10 km/h (ohne Helm und ohne die Möglichkeit, sich mit den Beinen oder dem Oberkörper festhalten zu können) birgt ein hohes Risiko für schwere Verletzungen.

Vorgehen

Das SCI-Mobility-Labor hat ein Projekt ins Leben gerufen, um dieses System neu zu überdenken. Der Hauptgedanke bestand darin, sich auf das Problem der Übertragung der Antriebskraft zu konzentrieren. Das Ziel war die Entwicklung einer Lösung, bei der der Elektromotor die Antriebskraft weiterhin auf die Räder überträgt, jedoch ohne Traktionsverlust. Dabei sollten auch Vorschläge für eine bessere Stabilität des Rollers erarbeitet werden.

Lösung

Die vom SCI-Mobility-Labor vorgeschlagene Lösung besteht darin, die Antriebskraft auf die hintere Achse am Rollstuhl zu übertragen. Zu diesem Zweck wird am Rollstuhl eine Vorrichtung mit einer Antriebswelle und einem Differential installiert. Dadurch liegt der Schwerpunkt im Verhältnis zu den angetriebenen Rädern in einer wesentlich besseren Position und die angetriebenen Räder werden in jeder Situation genügend belastet und rutschen nicht mehr durch. Zudem wird das einzelne Vorderrad der herkömmlichen Systeme durch zwei Räder ersetzt, um die vordere Spurbreite zu vergrössern und damit die Stabilität zu erhöhen. So wird die Gefahr des seitlichen Kippens bei niedrigen und mittleren Geschwindigkeiten erheblich verringert.

Modell eines Rollstuhls mit Elektroantrieb, der dank Übertragung der Antriebskraft auf die hintere Achse und zwei Vorderrädern über mehr Stabilität verfügt.
Modell eines Rollstuhls mit Elektroantrieb, der dank Übertragung der Antriebskraft auf die hintere Achse und zwei Vorderrädern über mehr Stabilität verfügt.